世界若干水電工程發(fā)展近況

戰(zhàn)略與規(guī)劃

世界若干水電工程發(fā)展近況

全球許多水電工程正處于建設(shè)或改造階段。詳述了加拿大、墨西哥、巴基斯坦及烏干達等國一些重要水電工程近期開發(fā)和擴容改造的情況，并對抽水蓄能電站在各國開發(fā)及升級改造的情況作了重點介紹。

水電站；水電工程；抽水蓄能；發(fā)展概況

1 加拿大水電開發(fā)

加拿大在建的C點水電工程被譽為“清潔、可再生且具有成本效益”的工程。建成的大壩是加拿大不列顛哥倫比亞省(簡稱BC省)東北部皮斯(Peace)河上的第三座大壩，電站將為BC省綜合電力系統(tǒng)新增裝機1 100 MW。C點工程是BC省的一項重要工程，將修建一座長800 m的碾壓混凝土支撐墻，一座長約1 050 m、高60 m的土石壩， 6臺單機183 MW的發(fā)電機組，一座回水長達83 km的水庫，庫寬為目前河寬的2～3倍，以及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施和進場道路，計劃于2024年完工。該工程將為BC省帶來更多的能源和裝機容量，靈活性強，能促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和創(chuàng)造就業(yè)機會，并可為當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)及原住民帶來收益。

2016年初，BC水電公司宣布與皮斯河水電聯(lián)盟(包括安迅能加拿大基礎(chǔ)建設(shè)公司、西部石油集團以及三星C&T加拿大分公司等)就工程(主要為土建工程)項目達成協(xié)議。協(xié)議金額約 17.5億美元，包含土石壩、2條引水隧洞、以及電站和溢洪道的碾壓混凝土基礎(chǔ)建設(shè)。工程將在合同期提供8 000個工作崗位，并為當(dāng)?shù)?、地區(qū)及原住民帶來商機。建設(shè)高峰期將有1 500人參與土建工程。

C點工程預(yù)算約為 83.35億美元。此外，BC省政府還為超出BC水電公司控制的情況(如高于預(yù)期的通脹或利率)設(shè)置了4.4億美元的儲備金。2015年10月，該公司與加拿大 ATCO集團簽署協(xié)議，為壩區(qū)工人住宿提供設(shè)計、建設(shè)、部分融資、運行及維護，合同期為8 a，金額約 4.7 億美元。評估表明，ATCO集團可滿足合同預(yù)算內(nèi)工人食宿的需求。工程建設(shè)及工人營地投入將提供近360個工作崗位。此外，摩根建筑及環(huán)境有限公司競標(biāo)加拿大公司的合同成功后，于2015年夏季為工程進場作準(zhǔn)備。該公司承擔(dān)的業(yè)務(wù)范圍包括：在C點大壩壩址北岸建設(shè)長約7 km的進場道路，挖方量200萬m3， 在工區(qū)生產(chǎn)并儲存供其他承包方使用的礫石材料100萬m3，并清理出56 hm2土地供工程建設(shè)之用。

2 墨西哥水電開發(fā)

墨西哥國家電力公司正在推進奇科森(Chicoasen)Ⅱ期工程。該工程是第五座從格里哈爾瓦(Grijalva)河取水發(fā)電的電站，將有助于滿足墨西哥西南部的能源增長需求。其他水電站如奇科森I期工程、潘尼塔斯(Penitas)水電站、安哥斯特拉(Angostura)水電站及馬爾帕索(Malpaso)水電站為該國供應(yīng)了54%的電力。GE可再生能源集團將為奇科森Ⅱ期工程提供3臺單機80 MW的貫流式水輪發(fā)電機組，年發(fā)電量為591 GWh，使537 000戶家庭直接受益。GE水電事業(yè)部CEO表示，很高興受墨西哥國家電力公司委托參與該項工程的建設(shè)，促進墨西哥的綠色能源發(fā)展。按照合同規(guī)定，GE負責(zé)水輪機的設(shè)計、生產(chǎn)，并提供現(xiàn)場專家及顧問。

3 巴基斯坦水電開發(fā)

目前巴基斯坦有幾座在建的水電工程?？逄?Karot)水電站就是其中之一，該電站位于吉拉姆(Jhelum)河上，距巴基斯坦首都伊斯蘭堡直線距離約55 km，于2016年10月正式開工建設(shè)?？逄厮娬狙b機容量720MW，是“一帶一路”第一座大型水電投資項目，同時也是中巴經(jīng)濟走廊上第一座水電工程，由中國長江三峽集團公司開發(fā)，總投資約16.5億美元，是一項BOOT(建設(shè)-擁有-經(jīng)營-轉(zhuǎn)讓)投資工程。

中國長江三峽集團公司已在巴基斯坦有若干BOOT項目投運或為此開展了大量的工作，包括水電、風(fēng)能和太陽能等項目，總裝機容量超過3 000 MW。該公司還宣布其正在巴控克什米爾地區(qū)開發(fā)科哈拉(Kohala)水電站，該工程位于吉拉姆河上、穆扎法拉巴德(Muzaffarabad)河下游，計劃投資24億美元，是中巴經(jīng)濟走廊的重要投資項目之一。

4 非洲水電開發(fā)

4.1 伊辛巴水電站

非洲烏干達的新水電項目正在建設(shè)。近期烏干達發(fā)電有限公司授予澳大利亞SMEC公司一項伊辛巴(Isimba)水電站管理及施工監(jiān)理合同，由SMEC公司承擔(dān)工程監(jiān)理。

伊辛巴水電站位于尼羅河上，距烏干達首都坎帕拉東北部90 km，裝機容量為183 MW。修建電站旨在幫助緩解該國嚴峻的電力短缺問題，加快當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。該電站占地面積超過2 865 hm2，工程包括混凝土重力壩、黏土心墻堆石壩、溢洪道、配電站以及輔助電力傳輸工程(包括伊辛巴至布加咖里長42 km的132 kV輸電線路)等。一旦完工，電站年發(fā)電量可達1 040 GW·h，預(yù)期將使烏干達年發(fā)電量增加23%。

4.2 穆濟濟水電站

2015年8月，烏干達發(fā)電有限公司還與ILF咨詢公司簽訂了合同。合同規(guī)定，ILF公司為穆濟濟(Muzizi)水電站提供設(shè)計、施工和監(jiān)理咨詢服務(wù)。該電站位于烏干達西部，處于基巴萊(Kibaale)區(qū)阿爾伯特(Albert)湖東南部，裝機容量約 44.5 MW。穆濟濟河在阿爾伯丁(Albertine)地塹流入東非大裂谷，在 3.5 km距離內(nèi)從1 090 m跌至600 m，通過裂谷斷崖流入阿爾伯特湖。

穆濟濟水電站規(guī)劃為徑流式電站，將建有低進水口堰(高10.5 m)和一座小水庫，其有效庫容為176 000 m3，每天最多可容納4 h洪峰。穆濟濟河右岸將修建長約 3.7 km的渠道，將水庫的水引至浪涌灣，再通過長1.1 km、直徑1.9 m的壓力鋼管將水從浪涌灣引入電站。電站設(shè)計流量為12 m3/s，總水頭為454 m，年發(fā)電量約220 GW·h，通過長5 km、220 kV的輸電線路輸至附近波特爾堡(Fort Portal)至霍伊馬(Holma)的國家電網(wǎng)中。

烏干達發(fā)電公司稱，將制定成熟的安置行動計劃以解決工程帶來的影響。工程可對社區(qū)發(fā)展提供支撐，并將與當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)緊密合作，促進當(dāng)?shù)貏诠す蛡颍纳扑Y源供應(yīng)，建設(shè)施工便道、衛(wèi)生中心和學(xué)校等。此外，該國政府還在規(guī)劃一個農(nóng)村電氣化項目與水電工程并行，以幫助改善工程當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的條件。

ILF公司首先將對已有的可行性研究進行梳理并優(yōu)化設(shè)計。然后準(zhǔn)備投標(biāo)設(shè)計及文件，獲得設(shè)計采購施工總承包資質(zhì)。ILF公司將作為監(jiān)理機構(gòu)對工程進行監(jiān)理。

穆濟濟水電站獲得了德國復(fù)興信貸銀行和法國開發(fā)署的融資，并得到烏干達政府的全力支持，工程將于2019年完工。

4.3 吉貝III水電站

埃塞俄比亞吉貝(Gibe)III水電站已于2015年10月開始發(fā)電。該電站位于奧莫(Omo)河上，總裝機1 870 MW,廠房內(nèi)裝有10臺混流式水輪發(fā)電機組，是吉貝-奧莫河梯級電站中的第三座電站，其他2座分別是裝機200 MW的吉貝Ⅰ電站和裝機420 MW的吉貝Ⅱ電站，均已運行。該國政府在奧莫河上還規(guī)劃了另2座電站，分別是吉貝Ⅳ電站和吉貝Ⅴ電站。

吉貝Ⅲ電站大壩為碾壓混凝土重力壩，壩高249 m，碾壓混凝土方量650萬m3。工程承包方是意大利承包商薩利尼-英波基洛(Salini-Impregilo)股份有限公司，設(shè)計方為皮耶特格里(Pietrangeli)工作室。

5 水電站擴容改造

5.1 俄羅斯

除開發(fā)新項目外，俄羅斯還加速擴容改造了一些已建項目。近期俄羅斯水電集團和俄羅斯動力機械股份公司完成了對切博克薩雷(Cheboksarskaya)水電站10號機組的大修改造工作，包括修復(fù)水輪機轉(zhuǎn)動運行模式和更換發(fā)電機定子。改造后，水輪機葉片能夠根據(jù)流速和水頭改變轉(zhuǎn)動角度,從而提高水電機組的運行效率。該電站18臺水輪機中的9臺已調(diào)至轉(zhuǎn)動葉片運行模式，均采用了無油的葉輪輪轂，消除了油進入水中的可能性。

電站原有的定子由6個部分拼裝而成，動力機械股份公司稱新的定子圍繞一個核心拼裝成環(huán)形， 定子與轉(zhuǎn)子間將留有空隙，以改善運行、減少振動，并延長電機的使用壽命。新設(shè)備由俄羅斯水電集團的子公司吉卓雷蒙(Gidroremont)股份公司負責(zé)安裝。10號機組是該電站第二臺升級為轉(zhuǎn)動葉片的水輪機，其更新工作已于2014年6月開始。2015年10月，2號機組完成了升級。預(yù)計2025年可完成全部水輪機的擴容改造。

5.2 塔吉克斯坦

ILF公司與塔吉克斯坦國有能源公司簽署了協(xié)議，為該國恰伊洛庫姆(Qairokkum)水電站升級改造工程提供咨詢服務(wù)。該電站的改造工程由歐洲復(fù)興發(fā)展銀行提供貸款援助，這是該銀行迄今為止在塔吉克斯坦最大的項目。電站位于該國北部的錫爾(Syr)河上，1959年投運，擁有6臺水輪發(fā)電機組，總裝機容量為126 MW，其水庫可進行季節(jié)性調(diào)節(jié)以滿足灌溉和發(fā)電的用水需求。

該電站的大部分水力及電力設(shè)備已達到設(shè)計使用年限，此次改造將增強大壩安全性，提高其應(yīng)對氣候變化的靈活性。改造后，裝機容量將提至174 MW，年發(fā)電總量達900 GW·h。該項目總投資額約 1.57億歐元，分2個階段實施。ILF公司為合同招投標(biāo)和運行過程以及建設(shè)和運行提供咨詢服務(wù)。

6 抽水蓄能電站發(fā)展

6.1 新建項目

6.1.1 瑞 士

抽水蓄能電站在全球范圍內(nèi)也有較大發(fā)展。AXPO公司及設(shè)備供應(yīng)商GE宣布，瑞士林塔爾(Linthal)抽水蓄能電站已于2016年1月并網(wǎng)成功。該電站裝機容量1 000 MW，是AXPO已有的Linth-Limmern水電站的擴展工程，同時也是GE首次參與變速抽水蓄能電站并網(wǎng)的工程。

GE水電事業(yè)部CEO稱，林塔爾電站是GE的變速機組首次并網(wǎng)，將為水電發(fā)展帶來積極作用。此舉證明水電絕對是電網(wǎng)中最為可靠的可再生能源，并為其他可再生能源(如太陽能和風(fēng)能)更具適應(yīng)性起到了示范作用。瑞士的N.D.德朗斯水電站(裝機900 MW)及印度阿肯德邦的特赫里(Tehri)電站(裝機1 000 MW)也采用了GE的變速機組。

6.1.2 英 國

愛爾蘭宣布,計劃在蒂珀雷里(Tipperary)北部Silvermines礦場舊址建立一座裝機容量為360 MW的抽水蓄能電站。該工程將由斯特拉巴格(Strabag)集團、安德里茨水電公司，愛爾蘭路橋建筑公司及世嘉(Siga)水電建筑公司共同開發(fā)，預(yù)計總投資 6.5億歐元，是愛爾蘭迄今最大的私募資本投資。愛爾蘭地方政府宣布了該項計劃，稱其為該國最有效率的電站。該項目對該礦場、蒂珀雷里北部，甚至全國均至關(guān)重要，將使其環(huán)境礦產(chǎn)的遺留影響由負面轉(zhuǎn)為正面，并為當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)帶來巨大的可持續(xù)投資。 2016年提交了計劃申請，若順利進行，建設(shè)周期將持續(xù)4～5 a，建設(shè)期間將創(chuàng)造400個就業(yè)機會，且電站一旦投運，將創(chuàng)造50個永久職位。由于選址土地已受到污染，且在深70 m的露天礦中已有一座水庫，Silvermines水電站的開發(fā)建設(shè)帶來的負面影響得以最小化。該電站距全國電網(wǎng)也較近，距一條主輸電線路僅800 m。

此外，威爾士斯諾登水電公司(SPH)于2015年11月申請在蘭貝里斯(Llanberis)附近的格林榮威(Glyn Rhonwy)修建一座裝機 99.9 MW的抽水蓄能電站，其中 49.9 MW的裝機容量已獲當(dāng)?shù)卣駵貎?nèi)思(Gwynedd)郡批準(zhǔn)。該電站是母公司卡里電池公司(QBC)在全英一系列計劃中的首個項目，投資金額為 1.6億歐元，將2個已廢棄的采石場進行重新規(guī)劃利用。格林榮威電站的預(yù)期運行壽命為125 a，將為當(dāng)?shù)靥峁?0個全職崗位，建設(shè)期間需要上百名工人。

在英國，裝機容量49.9 MW及以下的方案須向當(dāng)?shù)卣暾堃?guī)劃審批；50 MW及以上的項目被劃為國家重大基礎(chǔ)設(shè)施項目，并由規(guī)劃督察進行評價，由國務(wù)大臣最后決定。因此, SPH公司希望通過增加地下水輪機及相關(guān)設(shè)備的裝機容量使格林榮威電站的裝機容量翻倍，方案中其他修改內(nèi)容也應(yīng)與格溫內(nèi)思郡政府已批準(zhǔn)的方案相符。

近期, QBC公司向英國環(huán)境與氣候變化部(DECC)提交了一份說明，證明在英國新修建總裝機容量為10 GW的抽水蓄能電站將使每年低碳電網(wǎng)的成本減少35億英鎊(1英鎊=1.240 9美元)，二氧化碳排放減少50億t，并能使英國的電力供應(yīng)更加安全。QBC公司獲得DECC 20萬英鎊資金支持，在全英國進行了一項地理調(diào)查，為新建15 GW的抽水蓄能電站選出風(fēng)險較低的合適站址。QBC公司對子公司斯諾登水電公司進行監(jiān)理，推進格林榮威電站的建設(shè)和運行，由AECOM公司、格溫內(nèi)思郡政府、 威爾士議會歷史環(huán)境部(CADW)、威爾士鄉(xiāng)村委員會以及威爾士環(huán)境部(現(xiàn)為威爾士自然資源部)提供設(shè)計咨詢服務(wù)。

6.1.3 美 國

美國清潔能源開發(fā)公司(CPD)申請了哥倫比亞大峽谷可再生能源平衡項目的初步許可。該項目為閉環(huán)抽水蓄能電站，裝機容量1200MW。其前身是2003年關(guān)閉的哥倫比亞峽谷鋁冶煉廠，經(jīng)由該項目重新進行可持續(xù)開發(fā)。將修建新的上庫、下庫、地下輸水隧洞、地下電站、230 kV輸電線路及其他附屬設(shè)施。哥倫比亞大峽谷極具優(yōu)勢的地形條件使電站可利用超過 609.6 m的總水頭。CPD公司稱，可利用更小的水庫、輸水隧洞及設(shè)備尺寸，以達到儲存更多能源的目的，以此降低投資成本，盡可能降低潛在的環(huán)境影響。該項目采用閉環(huán)系統(tǒng)，利用哥倫比亞河進行初次蓄水及周期性補充蓄水。

該項目將為太平洋西北地區(qū)及加利福尼亞地區(qū)的電力設(shè)施提供關(guān)鍵的平衡調(diào)節(jié)和彈性裝機容量。戰(zhàn)略上該項目位于AC-DC聯(lián)鎖電力網(wǎng)的北部終端，可在加拿大BC省、太平洋西北地區(qū)及加利福尼亞之間進行大宗季節(jié)性電力交換。AC-DC聯(lián)鎖電力網(wǎng)由博納維爾(Bonneville)電力管理局、洛杉磯水電局以及加利福尼亞獨立電力系統(tǒng)運營商共同運營。

6.2 已建電站的擴容改造

德國薩克森(Saxony)州馬克思巴赫(Markersbach)抽水蓄能電站于1979年進行試運行，裝機容量為1 050 MW，是德國第二大抽水蓄能電站，同時也是歐洲最大的抽水蓄能電站之一。2016年6月～2017年2月，GE在馬克思巴赫電站對一臺發(fā)電機進行升級改造。改造工作包括交付新定子，更新電極、軸承、軸承架，啟動馬達以及拆卸、組裝、試運轉(zhuǎn)。合同內(nèi)容還包括余下的4臺發(fā)電機，預(yù)計以每年一臺發(fā)電機的速率完成任務(wù)。在此之前，2014年8月GE還接到委托，并于2016年春季完成了對另一臺同步發(fā)電機的改造。同步發(fā)電機的若干部件，如發(fā)電機座已達到使用壽命，其他部分也需要維修，因此有必要進行擴容改造。更新后的電機可提高運行安全性、增大出力。

安德里茨水電公司也于2016年宣布與法國電力集團簽訂了一項2 500萬歐元的協(xié)議，為法國拉古施(La Coche)抽水蓄能電站的擴建提供一臺240 MW的水輪發(fā)電機組。公司稱，該水輪機為沖擊式水輪機，將與現(xiàn)有的4臺可逆式水泵水輪機一起形成完整的機組，低負荷性能良好，計劃于2019年啟動。由于水中含沙量較高引起水輪機嚴重磨損，將對水輪機進行高等級、防侵蝕的涂層保護，以延長其使用壽命。

陳敏譯

TV212

A

陳敏，女，長江水利委員會長江科學(xué)院，編輯。)

(編輯唐湘茜)

2017-05-30

1006-0081(2017)09-0001-04